PCB 基礎知識
從看懂 PCB 到自己設計——效果器電路板的基本概念
PCB 基礎知識
什麼是 PCB
PCB(Printed Circuit Board,印刷電路板)是一塊有銅箔走線的板子,取代手工配線。元件焊在板子上,銅箔走線幫你把元件連接起來。
Breadboard、Stripboard、PCB 的差別
| 麵包板 Breadboard | 萬用板 Stripboard / Veroboard | PCB | |
|---|---|---|---|
| 連接方式 | 內建金屬夾片,插就連 | 整橫行銅相連,焊上去就連 | 廠商畫好的銅箔走線 |
| 需不需要焊接 | 不用 | 要 | 要 |
| 改動成本 | 拔掉換新的 | 拔焊或切銅 | 幾乎不可逆 |
| 規劃成本 | 幾乎不用想 | 要想清楚每條銅走哪裡、哪裡要切 | 要先在電腦上設計完才下單 |
| 適合的階段 | 構思、實驗音色 | 一次性實作、原型 | 量產、最終成品 |
簡單講就是:麵包板隨便接也會動,PCB 完全照圖焊就好,stripboard 卡在中間——你必須自己當「PCB 設計師」,規劃每一條銅怎麼走。下面這個互動就是 stripboard 的縮影。
效果器 DIY 的 PCB 來源
1. 買現成的 PCB
最簡單。很多 DIY 社群和商店賣現成的效果器 PCB(例如老皮的套件裡就有)。照 BOM 買元件、照絲印層焊上去就好。
2. 自己做 Veroboard / Stripboard
在萬用板(有整排銅條的板子)上手動規劃走線,用美工刀切斷不需要的銅條。
- 優點:不需要等 PCB 生產
- 缺點:容易搞混、除錯困難
下面這個互動讓你體驗 stripboard 的核心觀念。每一橫行都是一整條相連的銅,你不只是擺零件,還要決定哪裡要切銅才不會把不該短路的東西短路在一起。
新增元件:
從上方按鈕新增元件,把它的兩個端點拖到孔上。記住:每一橫行整條銅都是相連的。
提示:拖黃色端點把元件吸附到孔上。 點兩個相鄰孔中間的縫隙會「切銅」,把那一行從那裡分開(再點一次取消)。 切銅是 stripboard 跟麵包板最大的差別——你必須主動規劃哪些連接要斷開,否則整行都黏在一起。
挑戰:用 1 個電阻 + 1 顆 LED 接出能亮的最小電路,完全不要用跳線。再試試看用 2 顆 LED 各自獨立發光(提示:要切銅)。
3. 自己設計 PCB
用 KiCad 或 EasyEDA 等軟體設計,送 PCB 工廠生產。
- 優點:完全客製化
- 缺點:需要學軟體、最低訂購量
PCB 的基本構造
- 基板:通常是 FR-4 玻纖板
- 銅箔層:走線,單面或雙面
- 絲印層(Silkscreen):白色的文字和符號,標示元件位置和方向
- 焊盤(Pad):元件腳焊接的圓形銅區域
- 過孔(Via):連接正面和背面銅箔的小孔
焊接 PCB 的基本規則
- 先焊矮的元件:電阻 → 二極體 → IC 座
- 再焊高的元件:電容 → 電晶體 → 電解電容
- 注意方向:看絲印層的標示,有極性的元件不能焊反
- 焊完檢查:用放大鏡看每個焊點,確認沒有虛焊和橋接
看 PCB 的 BOM
BOM(Bill of Materials)是零件清單,告訴你每個位置該焊什麼元件:
- R1 = 100kΩ → 位置 R1 焊 100kΩ 電阻
- C3 = 100nF → 位置 C3 焊 100nF 電容
- D1 = 1N4148 → 位置 D1 焊 1N4148 二極體(注意方向)